如何设计 Form 3+ 3D 打印部件

对于许多设计师和创作者而言,引入 Formlabs 打印机是他们首次在内部运用立体光刻 (SLA) 3D 打印技术。与其他制造工艺相同,3D 打印技术在制造产品时同样存在局限性。搭载 Low Force Stereolithography (LFS) 技术的 Form 3+ 扩展了 SLA 3D 打印技术的应用范围。

Formlabs 编写的  Form 3+ 设计指南可作为创造新设计时的参考指南使用,从而帮助用户突破 Form 3+ 打印机制造能力的极限。指南中介绍了在不使用支撑结构的情况下,悬垂结构的长度或排水孔的最小尺寸。Formlabs 工程师设计了一系列 STL 文件,用于对 Form 3+ 打印机进行应力测试,直至设计失效为止。测试结果均记录在设计指南中。 Form 3+ 设计指南中涉及的全部测试样品均系使用 Clear Resin 以 100 微米的分辨率打印而成。尽管我们坚信 Clear Resin 打印件展现出了我们树脂库的能力,但设计师在使用其他材料时也应考虑到相应的偏差。 

相比市面上大多数的 3D 打印机, Form 3+ 能够打印出更具几何挑战性的设计。其中包括与前一版本打印机 Form 2 相比,在表面光洁度、细节精细度与节省时间方面所做的针对性改进。LFS 3D 打印技术采用了柔性树脂槽,从而大幅降低了打印期间的剥离力;同时通过 Light Processing Unit (LPU) 定制封闭式光学引擎来生产精确且始终如一的打印件。LFS 技术能达到更高的一致性水平,这意味着 Form 3+ 打印机能够采用比以前更严格的打印参数成功地重复打印对象。

Form 3+ 设计指南中涵盖的打印参数包括:

  • 无支撑悬垂结构的最大长度、无支撑悬垂结构的倾角以及水平支撑桥接度。

  • 最大支撑壁厚与最小无支撑壁厚。

  • 垂直线的最小直径、浮雕细节、雕刻细节、间隙、孔径以及排水孔直径。

下文为 Form 3+ 改进设计方式的示例:

最小孔径

3D 打印件中的小孔有诸多用途,例如毫流体缺口。但是如果孔洞过小,树脂可能会固化并造成开口处堵塞,进而阻碍液体流动。 

打印期间,如果在设计环节或在 PreForm 中进行定向时未能特别留意,X、Y 和 Z 轴直径均小于 0.5mm 的孔洞开口处将可能遭到阻塞。作为对比,Form 2 能够打印的最小孔径为 0.8mm。该尺寸略小于标准 FDM 打印机(最小孔径为 1.0mm)。

最小雕刻细节

雕刻细节是指模型上的压印或凹刻特征。这包括在引擎上添加车辆识别码或在部件上添加其他识别码。您还会发现这也是珠宝的重要特征,可用于添加印记和纯度信息或刻上名字和个人信息。

打印件上厚度和高度均小于 0.15mm 的凹刻细节,可能无法用肉眼看见,因为在打印过程中,这些细节会与模型的其余部分融合在一起。作为对比,Form 2 的最小雕刻细节精度为 0.4mm。 

悬垂结构

悬垂结构是指 3D 打印件的表面水平伸出并平行于构建平台的结构,例如盒子的侧面或 iPhone 外壳的环绕部分。我们仍建议如若可能,应在 PreForm 中启用内部支撑,以降低打印失败的可能性;而 Form 3+ 则能够打印尺寸宽度长达 5mm 的无支撑悬垂结构。相比之下,Form 2 能够打印的悬垂结构最大尺寸仅为 0.2mm。 

通常,设计上的约束并不明显。例如,上图中的螺纹也是悬垂结构的一种。PreForm 内置有名为切片工具条的工具(位于右侧的滑动条上),可帮助用户分别查看模型的每一层。在使用切片工具条的同时,用户可以直观地查看悬垂结构的打印方式,以及是否需要支撑结构。  

下载 Form 3+ 设计指南

如需查看工程师建议的特定设计约束,请单击此处下载 Form 3+ 设计指南。

Formlabs 面向旗下所有的 3D 打印机提供了大量支持文档,并能够通过深度支持网络为所有 3D 打印机提供支持。如果您在寻找关于 Form 3+ 打印机的其他信息,请访问我们的支持网站。